機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化研究與實現(xiàn)

汪彥++劉智勇++龍振球

摘 要： 針對現(xiàn)存的機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)存在的界面簡陋、屏幕共享異常等問題，研究了相關(guān)優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)采用SkinMagic換膚軟件、真彩色工具欄類、圖標(biāo)按鈕等方式美化用戶界面，選用合理的鼠標(biāo)信息捕獲技術(shù)成功解決了屏幕共享異常問題。實際應(yīng)用表明，該改進(jìn)系統(tǒng)界面美觀、性能穩(wěn)定，有效改善了用戶體驗，有利于提升實驗教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)； 用戶界面； 屏幕共享； 鼠標(biāo)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-49-03

0 引言

中國高校自1999年開始擴(kuò)招以來，已經(jīng)走過了十多個年頭，高校的在校生人數(shù)越來越龐大。隨著學(xué)生規(guī)模的不斷膨脹，高校計算機(jī)實驗室的教學(xué)活動面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，教學(xué)質(zhì)量堪憂[1]。

惟有改革，才有出路。高校教師積極投身機(jī)房實驗教學(xué)的改革實踐中，取得了一定實效。在信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的時代背景下，一些研究者和軟件公司針對機(jī)房教學(xué)的現(xiàn)狀，精心設(shè)計出專門適用于機(jī)房實驗教學(xué)的軟件系統(tǒng)[2-4]。

我們采用C/S模式、ADO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)、Socket通信技術(shù)，實現(xiàn)了一個機(jī)房實驗教學(xué)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Visual C++6.0開發(fā)，以SQL Server 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，包括教師端軟件、學(xué)生端軟件和數(shù)據(jù)庫三部分，實現(xiàn)了屏幕共享、在線討論、電子考勤、任務(wù)下達(dá)、作業(yè)提交等比較豐富的功能，基本滿足了機(jī)房實驗教學(xué)的需求[4]。但是，該系統(tǒng)界面比較簡陋，用戶體驗欠佳。同時，系統(tǒng)在使用屏幕共享功能時，教師端操作系統(tǒng)不能響應(yīng)用戶的鼠標(biāo)雙擊操作。針對這兩個問題，本文研究了相關(guān)優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)了界面美觀、性能穩(wěn)定的改進(jìn)機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)。

1 機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的界面美化

利用MFC建立用戶界面和應(yīng)用程序框架，是利用VC6.0開發(fā)該系統(tǒng)時的主流做法，因為這種方法簡單快捷，能極大提高地開發(fā)效率。但是，利用MFC框架構(gòu)建的用戶界面常常顯得簡陋，其視覺效果很難令人滿意。本文采用SkinMagic換膚軟件、真彩色工具欄類、CButtonST類等方式，對文獻(xiàn)[4]實現(xiàn)的機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行界面美化，效果顯著。

1.1 SkinMagic換膚技術(shù)

SkinMagic[5-6]是一款界面編輯軟件，提供了SkinMagicBuilder作為可視化的界面設(shè)計工具，無需編程，就可設(shè)計出美觀大方的用戶界面。設(shè)計完成的界面可以獨立保存為皮膚文件，在VC中通過SkinMagic提供的編程接口可將皮膚文件導(dǎo)入工程，美化用戶界面。這種技術(shù)實現(xiàn)了界面設(shè)計與程序編寫的分離，允許美工人員和軟件設(shè)計師獨立工作，最后將兩者的工作成果完美結(jié)合，特別適合軟件開發(fā)中不同類型人員的分工協(xié)作。我們研究了SkinMagic換膚技術(shù)，并用于機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的界面美化，換膚前后視覺效果差異顯著，如圖1和圖2所示。

1.2 真彩色工具欄類的使用

利用VC6.0的MFC框架創(chuàng)建應(yīng)用程序，默認(rèn)的工具欄類并不支持真彩色圖標(biāo)的顯示。然而，帶有真彩色圖標(biāo)的工具欄卻能讓我們設(shè)計的軟件更炫更出彩，改善用戶的使用體驗。網(wǎng)絡(luò)上提供了CtrueColorToolBar類的下載，這是一個用于加載真彩色位圖制作工具欄的類。同時，利用Photoshop、Visual Toolbar 1.5等工具軟件，能夠非常方便地制作用于工具欄顯示的真彩色圖標(biāo)。我們結(jié)合上述技術(shù)，給機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)制作了一個帶有漂亮圖標(biāo)的真彩色工具欄，用戶反響良好。改進(jìn)后的帶真彩色工具欄的系統(tǒng)界面截圖如圖3所示。

1.3 圖標(biāo)按鈕CButtonST類的使用

VC6.0中默認(rèn)的CButton類只能創(chuàng)建普通的按鈕，按鈕的視覺效果難以令人滿意。CButtonST類是CButton的派生類，能夠?qū)崿F(xiàn)豐富多彩的按鈕效果，可從網(wǎng)上下載。CButtonST類包括BtnST.h、BtnST.cpp、BCMenu.h和BCMenu.cpp四個文件，我們可在當(dāng)前的VC++工程中導(dǎo)入這些文件，然后在StdAfx.h中編寫相應(yīng)的include語句，即可在編程時使用該類。我們利用該類，為機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)加上了漂亮的按鈕，這些按鈕能同時顯示文字和精美的彩色圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)移動到按鈕上面時還可顯示相應(yīng)的提示文字。改進(jìn)后的帶圖標(biāo)按鈕的系統(tǒng)界面截圖如圖4所示。

2 鼠標(biāo)捕獲技術(shù)的對比與選取

屏幕共享是機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的重要功能，文獻(xiàn)[7]提供了一種屏幕共享方案。我們應(yīng)用該方案研發(fā)了機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)，但是實驗中發(fā)現(xiàn)，使用屏幕共享時教師端操作系統(tǒng)對于鼠標(biāo)雙擊操作沒有響應(yīng)。經(jīng)過仔細(xì)分析和反復(fù)對比實驗，發(fā)現(xiàn)問題的根源在于使用了不恰當(dāng)?shù)氖髽?biāo)信息獲取技術(shù)。

在屏幕共享具體應(yīng)用中，除了屏幕畫面是基本的、必不可少的共享對象外，鼠標(biāo)光標(biāo)常常是另外一個關(guān)注的焦點。在機(jī)房實驗教學(xué)時，先將教師端屏幕中的鼠標(biāo)光標(biāo)的位置及其圖標(biāo)實時地呈現(xiàn)在學(xué)生端屏幕畫面中，對于學(xué)生正確理解教師的操作演示要領(lǐng)至關(guān)重要。然后是截屏，雖然利用GDI函數(shù)能夠便捷地截取屏幕畫面，但是并不能同時獲取到鼠標(biāo)光標(biāo)的相關(guān)信息。在Windows操作系統(tǒng)中，利用API函數(shù)可以獲取鼠標(biāo)信息，但是不同的鼠標(biāo)獲取技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體應(yīng)用場景的需求恰當(dāng)選取。

2.1 鼠標(biāo)信息獲取的基本方法

文獻(xiàn)[8]介紹了一種利用API函數(shù)獲取鼠標(biāo)光標(biāo)的簡單方法（下文稱為法1），這種方法的主要步驟：首先調(diào)用GetCursorPos函數(shù)獲取當(dāng)前鼠標(biāo)光標(biāo)的位置，然后調(diào)用GetCursor函數(shù)得到鼠標(biāo)光標(biāo)的圖標(biāo)句柄，最后將鼠標(biāo)光標(biāo)的圖標(biāo)繪制到當(dāng)前抓取的屏幕位圖的相應(yīng)位置上。

上述法1的優(yōu)點在于，思路簡單明了，編程方便快捷。不過，文獻(xiàn)[7]指出，如果當(dāng)前鼠標(biāo)焦點不在屏幕共享系統(tǒng)的教師端軟件界面之中，那么法1雖然能夠準(zhǔn)確獲取鼠標(biāo)光標(biāo)的位置，卻不能準(zhǔn)確獲取鼠標(biāo)光標(biāo)的圖標(biāo)。在機(jī)房實驗教學(xué)的實際應(yīng)用過程中，教師往往會通過實際操作進(jìn)行演示，教師端鼠標(biāo)圖標(biāo)不可避免會發(fā)生變化，不同的圖標(biāo)代表著不同的含義。在機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的屏幕共享系統(tǒng)中，采用法1來捕獲和共享鼠標(biāo)信息顯然不能滿足實際需要。

2.2 鼠標(biāo)信息獲取的改進(jìn)方法

文獻(xiàn)[7]提出了一種改進(jìn)的鼠標(biāo)信息獲取方法（下文稱為法2），這種方法的最大特點是調(diào)用了AttachThreadInput函數(shù)，從而使得系統(tǒng)中不同的進(jìn)程和線程能夠共享輸入隊列。

法2相對比法1，其實現(xiàn)過程較為復(fù)雜，除了調(diào)用AttachThreadInput函數(shù)外，還需要調(diào)用GetWindowThreadProcessID、WindowFromPoint、GetCurrentThreadId等函數(shù)，其具體實現(xiàn)代碼可參考文獻(xiàn)[7]。法2雖然實現(xiàn)過程復(fù)雜，編程比較繁瑣，但是確實解決了法1的弊端。不管當(dāng)前鼠標(biāo)焦點是否在屏幕共享系統(tǒng)的教師端軟件界面中，利用法2都能夠精準(zhǔn)獲取鼠標(biāo)的位置與圖標(biāo)信息。

法2在解決法1弊端的同時，卻產(chǎn)生了新的嚴(yán)重問題。如果采用法2捕獲鼠標(biāo)信息，當(dāng)教師啟動機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)的屏幕共享功能后，教師端操作系統(tǒng)無法響應(yīng)教師所進(jìn)行的鼠標(biāo)雙擊操作，只有退出屏幕共享功能，系統(tǒng)才能正常響應(yīng)鼠標(biāo)雙擊。這說明采用法2捕獲和共享鼠標(biāo)信息將嚴(yán)重干擾用戶對電腦的正常操作，同樣不能滿足實際需求。

2.3 鼠標(biāo)信息獲取的推薦方法

實際上，利用API函數(shù)GetCursorInfo能夠捕獲鼠標(biāo)信息，同時避免法1和法2產(chǎn)生的問題，這正是本文推薦的方法（不妨稱為法3）。法3除了需要調(diào)用GetCursorInfo函數(shù)外，還需要使用光標(biāo)結(jié)構(gòu)體類型CURSORINFO，下面給出利用VC6.0實現(xiàn)的核心代碼：

//繪制鼠標(biāo)圖標(biāo)到屏幕圖像中

通過實驗發(fā)現(xiàn)，利用上述代碼捕獲鼠標(biāo)時，捕獲到鼠標(biāo)光標(biāo)的位置信息與實際位置不一致，存在一定的偏差。經(jīng)過反復(fù)試探，確認(rèn)捕獲到的鼠標(biāo)光標(biāo)的橫、縱坐標(biāo)均比其實際值大10，因此，在屏幕圖像中繪制鼠標(biāo)圖標(biāo)之前，還應(yīng)該校準(zhǔn)鼠標(biāo)光標(biāo)的坐標(biāo)，具體代碼如下所示：

point.x-=10；

point.y-=10；

3 結(jié)束語

針對文獻(xiàn)[4]設(shè)計和實現(xiàn)的機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)存在的用戶界面簡單乏味、屏幕共享功能異常等缺陷，本文探討相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，有效解決了這些問題。采用優(yōu)化技術(shù)得到的改進(jìn)機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)自投入使用以來，接受了我校師生的教學(xué)實踐檢驗，其精美的界面和穩(wěn)定的性能廣受好評，為實驗教學(xué)改革提供了強有力的技術(shù)支持。當(dāng)然，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)房實驗教學(xué)系統(tǒng)必然面臨軟硬件環(huán)境變化更新等挑戰(zhàn)，師生也會提出更高的需求，我們將采取積極主動的態(tài)度，適時完善系統(tǒng)，使之更好地為教學(xué)服務(wù)。

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